Vurderingsordning

Faglig innhold

Partiellderiverte størrelser, totalt differensial og kjederegel for derivasjon. Energifunksjoner, fundamentale relasjoner og kanoniske tilstandsvariable. Tilstandslikninger for fluider. Kjemitekniske enhetsoperasjoner. Kontrollvolumteori for kinetisk, potensiell og kjemisk energi. Likevektsbegrepet. Damp-væske likevekt. Multikomponent faselikevekt. Kjemiske likevekter i gassfase. Adiabatisk forbrenningstemperatur. Kilder for termodynamiske data med spesiell vekt på standardtilstander. Varmekraftmaskiner med ideel gass som arbeidsmedium. Entropiproduksjon. Eksergianalyse av stasjonære prosesser.

Læringsutbytte

Etter endt emne skal studenten kunne utføre: Termodynamisk analyse av fysikalsk-kjemiske likevektsproblemer knyttet til matematisk modellering av kjemiske flerkomponentsystemer og numeriske beregninger av kjemisk likevekt og faselikevekt i slike systemer. Implementere en termodynamisk tilstandslikning eller aktivitetsmodell på kanonisk form. Implementasjonen skal være verifisert (testet) og skal inneholde partiellderiverte av første og andre orden i de naturlige (kanoniske) variablene til modellen. Modellen skal ha vært brukt til beregning av et fasediagram utdelt av faglærer. Studenten skal forstå betydningen av: Kanoniske variable, begrepet tilstandslikning, det termodynamiske likevektsprinsippet anvendt på multikomponente blandinger, nødvendige og tilstrekkelige betingelser for termodynamisk likevekt, Gibbs-Duhems likning og hvordan anvende denne for konsistenssjekk av egne beregningsresultater. Studenten skal ha ferdigheter innen: partiellderivasjon av funksjoner med mange variable, differensialregning anvendt på tilstandsfunksjoner av denne typen, numerisk løsning av ikke-linære likningsystemer, enhetstesting av egen programkode og verifisering av egne beregningsresultater.

Læringsformer og aktiviteter

Tavleundervisning (3 timer per uke), ledet programmeringsarbeid (2 timer per uke), Selvstendig programmeringsarbeid (4-6 timer per uke) og rapportskrivning (4 timer per uke). Studentene kan samarbeide i grupper på 2-3 personer om de ønsker. Forelesninger og øvinger er obligatoriske. Disse aktivitetene kan formidle informasjon som ikke står eksplisitt skrevet noe sted. For eksempel erfaringsbasert kunnskap.

Obligatoriske aktiviteter

• Del innleveringer

Mer om vurdering

Studenten skal sammenfatte all teori som trengs for å forstå og løse det beregningsproblemet som er blitt utdelt av faglærer og kunne forklare valg av implementasjonsform og uttesting av programkode. Dette sammen med utvalgte beregningsresultater skal presenteres i en rapport (essay) som av lengde og dybde tilsvarer 2-3 kapitler i en MSc-avhandling. Nominell lengde av hele rapporten er 28 A4-sider skrevet i 11 punkts font og med 25 mm marger, det betyr i gjennomsnitt 2 rapportsider per undervisningsuke. Rapporten skal som et minimum inneholde 1 side med selvforklarende figurer og maksimalt 3 sider med slike figurer. Figurtekster og aksepåskrifter skal være skrevet i 10 punkts font. Figurene skal holde en høy standard og skal være adekvat plassert i rapporten. Figurtekstene skal være selvfoklarende og fristilt hovedteksten. Språket i rapporten skal være selvstendig. Det samme gjelder likningene og programkoden. Kopiering fra eksterne kilder er ikke tillatt. Det faglige, språklige og estetiske innholdet av rapporten teller henholdsvis 50%, 25% og 25%. Beste innleverte rapport blir vurdert på skalaen A-F. De øvrige rapportene blir gitt en karakter relativt til denne. Det er ikke et selvpålagt krav fra faglærers side om at beste karakter må være A, eller at karakterene må være nomalfordelte. Ved ikke bestått innlevering eller frivillig gjentak må hele emnet følges på nytt.

Anbefalte forkunnskaper

Kjennskap til programmering i Python, Ruby eller Matlab er en klar fordel. Kunnskaper tilsvarende emnene: TKJ4202/KJ1042 Grunnleggende termodynamikk, TKP4120 Prosessteknikk, TMA4100 Matematikk 1 (differensialregning, Newtons iterasjonsmetode), TMA4105 Matematikk 2 (analyse av flervariable funksjoner) og TMA4115 Matematikk 3 (lineær algebra).

Forkunnskapskrav

TKP4107 Kjemiteknisk termodynamikk, TMA4100 Matematikk 1 (differensialregning, Newtons Iterasjonsmetode), TMA4105 Matematikk 2 (analyse av flervariable funksjoner), TMA4115 Matematikk 3 (lineær algebra), TDT4110 Informasjonsteknologi grunnkurs, eller tilsvarende.

Kursmateriell

T. Haug-Warberg, Den termodynamiske arbeidsboken, Kolofon forlag (2005). Detaljert pensumliste gis ved oppstart.